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TEA1520集成开关稳压电源设计 第4页

更新时间:2010-2-18:  来源:毕业论文
TEA1520集成开关稳压电源设计 第4页
图 三  控制电路的基本结构
3.2 保 护 电 路
1)过电流保护:在源极与地之间接入过电流检测电阻Rs,就和比较器Ⅱ构成过电流保护电路。当漏极电流超过极限电流时,Urs大于0.5V,比较器Ⅱ迅速翻转,输出变为高电平,立即将MOSFET关断。
2)短路保护:对开关电源而言,短路是比过电流更为严重的一种故障。一旦Urs大于0.75V,证明开关电源已出现短路故障,可能是负载短路等原因而造成的。此时短路保护电路迅速起作用,比较器Ⅲ就输出高电平,强迫MOSFET关断。
3)过热保护:当芯片的最高结温Tjm达到160℃时,立即关断MOSFET,防止芯片过热损坏。过热保护有2℃的滞后温度,仅当芯片温度降低到158℃以下时,电路才能恢复正常工作。
4)过电压保护:当Ureg大于7.5V时,就进行钳位保护。
3.3  谷 值 开 关 电 路
  高频变压器一次绕组上的分布电容,反映到MOSFET的漏极引脚上,即为漏极分布电容CD。由CD和一次绕组电感LP构成的LC谐振电路会形成振铃电压( ringing voltage) 。 振铃电压属于衰减振荡的干扰电压 , 其振荡频率由下式确定 :
 
 为减小开关损耗 ,在芯片内部专门增加了谷值开关电路 。 谷值开关信号 ( UV)与漏极电压 、 振铃电压的波形如图 4所示。振铃电压( Uringing)就叠加在漏极电压波形上 。 每当振铃电压到达谷值时 ,谷值开关电路就产生一个 谷值开关信号( 正 脉 冲 ) ,令MOSFET截止,起到了降低开关损耗的作用。 图 4中的U2为二次绕组的电压。 A点代表用谷值开关信号来启动新的振荡周期, B点代表按照传统的PWM方式来启动新的振荡周期。 
    设输出电压为UO,反馈系数(即高频变压器的匝数比)为n,反馈绕组输出 电压( UF)由下式确定:
    UF=nUO( 4) 
当UF=80V时,功率开关管的导通角(θ)与振铃频率( fringing)的关系曲线 如图5所示 。  TEA1520系列的振铃频率范围是200kHz~800kHz。 查关系曲线知 ,当 fringing=480kHz时,θ =0°,此时UD达到最小值,而MOSFET关断 。当fringing=200kHz时,θ =- 33°,这时在谷值开关信号的作用之下,θ角提前了33°,因此MOSFET在UD达到最小值之前的 33°就已经开始导通了 。在上述两种情况下均可减小开关损耗。   三、TEA1520系列的典型的应用
3.4由TEA1522T构成的3W精密开关电源
由TEA1522T构成的3W精密开关电源电路如图 辣 所示。其外围电路主要由八部分组成:
① 输入单元电路(R1、UR、C1、L1和C2);② 钳位保护电路(VS1、VD1);③ 输出单元电路(VD3、C3、L2和C4);④ 振荡电路(R2、C5);⑤ 过电流检测电路(RI);⑥ 供电电源电路(VD2、R4和C7);⑦ 光耦精密反馈电路(TL431、SFH6106—2、R5和R6等);⑧ 退磁电路(Raux)。
TEA1522T配80~276V交流电源时,最大输出功率可达7W。该电路的主要特点是:1、电路中有由可调式并联稳压器(TL431)和光耦合器(SFH6106—2)组成的光耦反馈式电路;2、输出级采用两级滤波器,第一级滤波器由C3构成,第二级滤波器由L2、C4构成,亦称后置滤波器,可进一步滤除纹波电压;3、在Ucc—REG端之间并联一只反向击穿电压为22V的IN6008B型稳压管,一旦Ucc大于22V,可起到钳位保护作用。
一次侧的钳位保护电路由VS1和VD1所组成。 其中,VS1为BZD27-C160型瞬态电压抑制器,可直接用P6KE160或者P6KE200来代替。阻塞二极管VD1实选BYD37J型600V/1.5A快恢复二极管,亦可选UF4005型600V/1A的超快恢复二极管,VD3采用STPS340U型400V/3A的肖特基二极管。SFH6106-2型光耦合器亦可用PCB17A来代替。高频变压器采用EE13型磁心,一次绕组匝数Np=134匝,其电感量Lp=1.8mH。二次绕组匝数Ns=8匝,反馈绕组匝数Nf=22匝。
该电源具有良好的稳压性能。举例说明,当Uo降低时,经过R5、R6分压后得到取样电压,于TL431内部的2.5V基准电压进行比较之后,使K点电位升高,发光二极管的工作电流减小,再通过光耦合器使Ureg升高,令TEA1522T的输出占空比增大,迫使Uo升高,恢复到稳定值,从而达到了稳压的目的。R1为过电流检测电阻,Raux为退磁检测电阻。R7和R8是发光二极管的限流电阻。R7还与C8构成滤波器,可滤除高频干扰。C7可适当降低误差放大器在高频端的增益,防止出现自激振荡。R9和C10用以改善误差放大器的瞬态响应。C11为安全电容,能够滤除由一次、二次绕组间分布电容产生的噪声电压。

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